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光源組件、背光模組及顯示裝置的制作方法

文檔序號:12435751閱讀:214來源:國知局
光源組件、背光模組及顯示裝置的制作方法

本申請涉及顯示技術領域,特別涉及一種光源組件、背光模組及顯示裝置。



背景技術:

顯示裝置包括背光模組和顯示面板,背光模組包括:光源和導光板,光源設置在導光板的一側,導光板設置在顯示面板的入光側,光源能夠向四周發(fā)出光線,且射入導光板的光線在導光板的作用下,被均勻的射入顯示面板,從而點亮顯示面板,進而使得顯示面板顯示圖像。

相關技術中,為了對顯示面板顯示的隱私信息進行隱私保護,通常在光源與導光板之間設置準直器,準直器的平行于光源的出光面的截面為正多邊形或正圓形,且準直器能夠扭直光源發(fā)出的光,也即,將光源發(fā)出的光線改變?yōu)榇怪庇诔龉饷?即垂直于顯示面板)的方向,從而消除從顯示面板兩側射出的光線,使得位于顯示面板兩側的他人無法看到顯示面板上顯示的隱私信息。

當光源的出光面為非正多邊形或非正圓形時,為了保證準直器能夠盡可能的扭直光源發(fā)出的所有光線,準直器在光源的出光面所在平面上的正投影需要覆蓋該出光面,準直器中起到扭直作用的表面中往往會存在一部分空閑區(qū)域并未起到扭直光線的作用,因此,準直器的整體利用率較低。



技術實現要素:

為了解決準直器的整體利用率較低的問題,本申請?zhí)峁┝艘环N光源組件、背光模組及顯示裝置。所述技術方案如下:

第一方面,提供了一種光源組件,所述光源組件包括:光源和設置在所述光源的出光面所在側的準直器,

所述光源發(fā)出的光線在進入所述準直器的預設表面時,所述光線與所述出光面形成第一夾角;所述光線在離開所述預設表面時,所述光線與所述出光面形成第二夾角,所述第一夾角小于所述第二夾角,且所述預設表面中每個單位面積內射入的光線量均大于預設光線量閾值。

可選的,所述光源的出光面的形狀為具有兩個對稱軸的軸對稱圖形,所述兩個對稱軸包括第一對稱軸和第二對稱軸,

可選的,所述準直器在所述第一對稱軸方向上的最大長度,大于所述準直器在所述第二對稱軸方向上的最大長度;

所述出光面在所述第一對稱軸方向上的最大長度,大于所述出光面在所述第二對稱軸方向上的最大長度。

可選的,所述準直器在所述第一對稱軸方向上的最大長度與所述準直器在所述第二對稱軸方向上的最大長度的比值,等于所述出光面在所述第一對稱軸方向上的最大長度與所述出光面在所述第二對稱軸方向上的最大長度。

可選的,所述準直器為多面體,

所述準直器靠近所述光源的第一端在所述光源的出光面所在平面上的正投影區(qū)域,位于所述準直器遠離所述光源的第二端在所述光源的出光面所在平面上的正投影區(qū)域內;

所述第一端設置有凹孔,且所述凹孔的底面為向所述準直器外彎曲的曲面,所述凹孔的側面為平面,所述光源設置在所述凹孔內;

所述第二端設置有凸起,且所述凸起遠離所述光源的表面為向所述準直器外彎曲的曲面,所述凹孔的底面和所述凸起遠離所述光源的表面均屬于所述預設表面。

可選的,所述準直器上連接所述第一端和所述第二端的面包括:在所述第一對稱軸方向上分布的兩個向所述準直器外彎曲的曲面,在所述第二對稱軸方向上分布的兩個向所述準直器外彎曲的曲面,以及在所述第二對稱軸方向上分布的兩個平面;

其中,在所述第一對稱軸方向上分布的兩個曲面分別與所述第一端和所述第二端相連接;在所述第二對稱軸方向上分布的兩個曲面均與所述第一端相連接,所述兩個平面分別與在所述第二對稱軸方向上分布的兩個曲面相連接,且均與所述第二端相連接,在所述第一對稱軸方向上分布的兩個曲面以及在所述第二對稱軸方向上分布的兩個曲面均屬于所述預設表面。

可選的,所述兩個平面上均設置有光吸收層,且所述光吸收層的吸收面朝向所述準直器內。

可選的,所述準直器上,在所述第一對稱軸方向上分布的兩個曲面以及在所述第二對稱軸方向上分布的兩個曲面上均設置有光反射層,且所述光反射層的反射面朝向所述準直器內。

可選的,所述準直器上,在所述第二對稱軸方向上分布的每個平面均垂直于所述光源的出光面。

可選的,所述光源設置在所述凹孔的底面的焦點處。

可選的,所述光源的出光面的形狀為長方形或橢圓形。

可選的,所述光源的出光面的形狀為:長為0.8毫米且寬為0.3毫米的長方形;

所述準直器在所述第一對稱軸方向上的最大長度為2毫米,所述準直器在所述第二對稱軸方向上的最大長度為0.8毫米,所述準直器在垂直于所述光源的出光面方向上的最大長度為1.5毫米。

第二方面,一種背光模組,所述背光模組包括:光源組件和導光板,所述光源組件為第一方面所述的光源組件。

可選的,所述背光模組為直下式背光模組或側入式背光模組。

第三方面,提供了一種顯示裝置,所述顯示裝置包括第二方面所述的背光模組。

可選的,所述顯示裝置還包括液晶顯示面板。

本發(fā)明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是:

由于光源組件包括光源和準直器,無論光源的出光面的形狀如何變化,均需要保證準直器中能夠起到扭直光線作用的預設表面中,每個單位面積內射入的光線量均大于預設光線量閾值,從而使得準直器中的所有區(qū)域均能夠起到扭直光線的作用。所以,提高了準直器的整體利用率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案,下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1-1是本發(fā)明實施例提供的一種光源組件的結構示意圖;

圖1-2為本發(fā)明實施例提供的一種光線傳播示意圖;

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種光源的出光面的結構示意圖;

圖3為本發(fā)明實施例提供的另一種光源的出光面的結構示意圖;

圖4為本發(fā)明實施例提供的一種光源組件的一種視圖;

圖5為本發(fā)明實施例提供的一種光源組件的另一種視圖;

圖6為本發(fā)明實施例提供的一種光源組件的一種光線追跡結果示意圖;

圖7為本發(fā)明實施例提供的一種光源組件的另一種光線追跡結果示意圖;

圖8為本發(fā)明實施例提供的一種光源組件發(fā)出光線的光強分布示意圖;

圖9為本發(fā)明實施例提供的一種光源組件的出射面的照度分布示意圖;

圖10是本發(fā)明實施例提供的一種背光模組的結構示意圖。

具體實施方式

為使本申請的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚,下面將結合附圖對本申請實施方式作進一步地詳細描述。

圖1-1是本發(fā)明實施例提供的一種光源組件0的結構示意圖,圖1-2為本發(fā)明實施例提供的一種光線傳播示意圖,請結合圖1-1和圖1-2,該光源組件0可以包括:光源01和設置在光源01的出光面所在側的準直器02。

光源01發(fā)出的光線在進入準直器02的預設表面A時,光線與出光面P形成第一夾角J1;光線在離開預設表面A時,光線與出光面P形成第二夾角J2,第一夾角J1小于第二夾角J2,且預設表面A中每個單位面積內射入的光線量均大于預設光線量閾值。

綜上所述,由于本發(fā)明實施例提供的光源組件包括光源和準直器,無論光源的出光面的形狀如何變化,均需要保證準直器中能夠起到扭直光線作用的預設表面中,每個單位面積內射入的光線量均大于預設光線量閾值,從而使得準直器中的所有區(qū)域均能夠起到扭直光線的作用。所以,提高了準直器的整體利用率。

需要說明的是,圖1-2中僅僅示出了光源組件中的一個出光面A,且圖1-2中示出的出光面A為平面,圖1-1中的出光面A可以為平面也可以為曲面。

相關技術中,當光源的出光面在某兩個方向上的最大長度不同時(如出光面為非正多邊形或非正圓形時),準直器中起到扭直作用的表面中存在某些表面上單位面積內射入的光線量小于或等于預設光線量閾值,而其他起到扭直作用的表面中每個單位面積內射入的光線量均大于預設光線量閾值,從而使得準直器中起到扭直作用的表面中會存在一部分空閑區(qū)域并未起到扭直光線的作用。而本發(fā)明實施例中,當光源的出光面在某兩個方向上的最大長度不同時(如出光面為非正多邊形或非正圓形時),準直器中起到扭直作用的表面為預設表面,預設表面中每個單位面積內射入的光線量均大于預設光線量閾值,從而使得本發(fā)明實施例提供的準直器中不存在空閑區(qū)域。

需要說明的是,本發(fā)明實施例中提到的第一夾角J1和第二夾角J2均可以大于或等于0度,且小于或等于90度。該預設表面A可以為平面也可以為曲面,本發(fā)明實施例對此不作限定。

可選的,第一方向與第二方向為兩個不同的方向,出光面在第一方向上的最大長度可以大于出光面在第二方向上的最大長度,此時,準直器在第一方向上的最大長度也可以大于準直器在第二方向上的最大長度。也即,當出光面在某兩個方向上的最大長度不同時,準直器在該兩個方向上的最大長度也不同。

進一步的,光源01的出光面的形狀可以為具有兩個對稱軸(僅僅具有兩個對稱軸)的軸對稱圖形。示例的,該兩個對稱軸可以包括第一對稱軸和第二對稱軸。第一對稱軸方向可以為第一方向,第二對稱軸方向可以為第二方向,出光面在第一對稱軸方向上的最大長度,大于出光面在第二對稱軸方向上的最大長度。需要說明的是,該第一對稱軸可以垂直于第二對稱軸。本發(fā)明實施例中以第一方向為第一對稱軸方向,且第二方向為第二對稱軸方向為例,實際應用中,第一方向也可以不為第一對稱軸方向,第二方向也可以不為第二對稱軸方向,本發(fā)明實施例對此不做限定。

示例的,圖2為本發(fā)明實施例提供的一種光源01的出光面的結構示意圖,圖3為本發(fā)明實施例提供的另一種光源01的出光面的結構示意圖。如圖2所示,光源01的出光面的形狀可以為長方形,如圖3所示,光源01的出光面的形狀可以為橢圓形,長方形和橢圓形均具有兩條對稱軸,且第一對稱軸與長方形或橢圓的邊緣的兩個交點之間的線段的長度X1為該出光面在第一對稱軸方向上的最大長度,第二對稱軸與長方形或橢圓的邊緣的兩個交點之間的線段的長度X2為出光面為第二對稱軸方向上的最大長度,可見X1大于X2。

圖4為本發(fā)明實施例提供的一種光源組件0的一種視圖,圖5為本發(fā)明實施例提供的一種光源組件0的另一種視圖,其中,當觀察者正對圖4時,假設觀察者所在的方向為光源組件0的正前方,圖4中標識Y3所在的方向為光源組件0的左方,則圖4中的視圖為該光源組件0的正視圖,圖5中的視圖為該光源組件0的左視圖。

結合圖4和圖5可以看出,準直器02在第一對稱軸方向上的最大長度Y1,大于準直器02在第二對稱軸方向上的最大長度Y2。也即,當光源的出光面在第一對稱軸上的最大長度(也即X1)較大時,準直器在第一對稱軸方向上的最大長度Y1也較大,當光源的出光面在第二對稱軸上的最大長度(也即X2)較小時,準直器在第二對稱軸方向上的最大長度Y2也較小。使得準直器02的形狀與光源01的出光面的形狀相適配,進而能夠保證準直器02中朝向光源01的表面中,任意兩個單位面積內的光通量相等。

也即,準直器在第一對稱軸方向上的最大長度,大于準直器在第二對稱軸方向上的最大長度;出光面在第一對稱軸方向上的最大長度,大于出光面在第二對稱軸方向上的最大長度。可選的,準直器在第一對稱軸方向上的最大長度與準直器在第二對稱軸方向上的最大長度的比值,可以等于出光面在第一對稱軸方向上的最大長度與出光面在第二對稱軸方向上的最大長度。

可選的,當光源01的出光面的形狀為長方形時,該長方形的長可以為0.8毫米,寬可以為0.3毫米。準直器02在第一對稱軸方向上的最大長度Y1可以為2毫米,準直器02在第二對稱軸方向上的最大長度Y2可以為0.8毫米,準直器02在垂直于光源01的出光面方向上的最大長度Y3可以為1.5毫米。

需要說明的是,本發(fā)明實施例提供的光源組件中的準直器01可以為多面體。下面將結合圖4和圖5對該準直器01的具體形狀進行詳細的解釋說明。

準直器02靠近光源01的第一端D1在光源01的出光面所在平面P上的正投影區(qū)域,位于準直器02遠離光源01的第二端D2在光源01的出光面所在平面P上的正投影區(qū)域內,也即是,準直器02的第一端D1較小,而準直器02的第二端D2較大。

示例的,準直器02的第一端D1可以設置有凹孔03,且凹孔03的底面031向準直器02外彎曲(并向靠近光源01的方向彎曲)的曲面,凹孔03的側面032為平面,光源01設置在凹孔03內。準直器02的第二端D2上可以設置有凸起04,且凸起04遠離光源01的表面041為向準直器02外彎曲(并向遠離光源01的方向彎曲)的曲面。其中,凹孔03的底面031和凸起04遠離光源01的表面041均屬于準直器02中的預設表面。

進一步的,光源01可以設置在凹孔03的底面031的焦點處,從而使得凹孔03的底面031能夠有效的對光源01發(fā)出的光進行扭直。可選的,凹孔03的底面031和凸起04的表面041可以為某一凸透鏡的兩個相對的曲面,且凹孔03的底面031和凸起04的表面041能夠起到凸透鏡的作用。光源01發(fā)出的光線在從凹孔03的底面031進入該準直器02后,能夠從凸起04的表面041射出該準直器02,且凹孔03的底面031以及凸起04的表面041均可以對光線起到扭直的作用。

準直器02上連接第一端D1和第二端D2的面可以包括:在第一對稱軸方向上分布的兩個向準直器02外彎曲的曲面Q1,在第二對稱軸方向上分布的兩個向準直器02外彎曲的曲面Q2,以及在第二對稱軸方向上分布的兩個平面Q3。其中,在第一對稱軸方向上分布的兩個曲面Q1分別與第一端D1和第二端D2相連接;在第二對稱軸方向上分布的兩個曲面Q2均與第一端D1相連接,兩個平面Q3分別與在第二對稱軸方向上分布的兩個曲面Q2相連接,且均與第二端D2相連接,在第一對稱軸方向上分布的兩個曲面Q1以及在第二對稱軸方向上分布的兩個曲面Q2均屬于準直器02中的預設表面??蛇x的,在第二對稱軸方向上分布的兩個平面Q3可以均垂直于光源01的出光面。

也即,在第一對稱軸方向上,準直器02的第一端D1和第二端D2通過曲面Q1或曲面Q2連接;在第二對稱軸方向上,準直器02的第一端D1和第二端D2通過一個曲面Q2以及與該一個曲面Q2相連接的一個平面Q3相連接。且由于在第一對稱軸方向上分布的兩個曲面Q1和在第二對稱軸方向上分布的兩個曲面Q2均向該準直器02外彎曲,使得曲面Q1和曲面Q2均能夠對光源01發(fā)出的光線起到扭直作用,從而減少了該光源組件發(fā)出的光線中出射角較大的光線。

進一步的,在第二對稱軸方向上分布的兩個平面Q3上均可以設置有光吸收層,且光吸收層的吸收面可以朝向準直器02內。當光源01發(fā)出的光線射入準直器02,并射入在第二對稱軸方向上分布的兩個平面Q3時,為了防止光線在平面Q3的作用下進行反射,本發(fā)明實施例中,在兩個平面Q3上均設置有光吸收層,光吸收層能夠對射入至兩個平面Q3上的光線進行吸收,從而防止入射角較大的光線在兩個平面Q3上進行反射,減少了從準直器的第二端D2射出的光線中較大出射角的光線。

為了提高準直器02對光源01發(fā)出光線的利用率,還可以將在第一對稱軸方向上分布的兩個曲面Q1以及在第二對稱軸方向上分布的兩個曲面Q2上均設置有光反射層,且光反射層的反射面朝向準直器02內。當光源01發(fā)出的光線射至曲面Q1或曲面Q2上時,由于曲面Q1和曲面Q2均可以對射入的光線進行反射,從而防止了光線直接從曲面Q1或曲面Q2射出該準直器02,從而防止了對光源01發(fā)出光線的浪費,提高了對光源01發(fā)出光線的利用率。

可選的,本發(fā)明實施例提供的光源組件0中的光源01可以為發(fā)光二極管(英文:Light Emitting Diode;簡稱:LED)、板上芯片(英文:Chip On Board;簡稱:COB)光源或覆晶薄膜(英文:Chip On Film;簡稱:COF)光源,光源01還可以為其他種類的光源,本發(fā)明實施例對此不作限定。

需要說明的是,前面提到的朝向光源01的表面可以包括:凹孔03的底面031、凹孔03的側面032、在第一對稱軸方向上分布的兩個曲面Q1和在第二對稱軸方向上分布的兩個曲面Q2。也即,本發(fā)明實施例中,光源01發(fā)出的光線能夠均勻的射入底面031、側面032、兩個曲面Q1和兩個曲面Q2。

示例的,準直器的材質可以為玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯(英文:polymethyl methacrylate;簡稱:PMMA)、聚碳酸酯(英文:Polycarbonate;簡稱:PC)以及其他透明材料。曲面Q1和曲面Q2可以為拋物面或自由曲面,底面031和表面041可以為柱面、變形柱面或自由曲面。

在對本發(fā)明實施例提供的光源組件進行光線追跡后,可以得到如圖6所示的光線追跡結果示意圖和圖7所示的光線追跡結果示意圖,其中,圖6與圖4相對應,圖7與圖5相對應。圖8為本發(fā)明實施例提供的一種光源組件發(fā)出光線的光強分布示意圖。另外,圖9為本發(fā)明實施例提供的一種光源組件的出射面的照度分布示意圖,需要說明的是,這里所謂的光源組件的出射面也即是,準直器的第二端的表面。

其中,圖9中的橫坐標為在第一對稱軸方向上,光源組件中準直器中每個點的坐標,單位為毫米,圖9中的縱坐標為在第二對稱軸方向上,光源組件中準直器中每個點的坐標,單位也為毫米。

請結合圖4、圖5、圖6和圖7,光源發(fā)出的光線中,一部分光線射入凹孔03的底面031,并在底面031和凸起04的表面041的作用下進行扭直,另一部分光線分別射入凹孔03的側面,并在曲面Q1和曲面Q2上進行扭直和反射,最終從準直器02的第二端D2射出。另外,通過凹孔03的表面射入準直器02的光線中,還存在一小部分光線會射入平面Q3,被設置在平面Q3上的光吸收層吸收。

光源01發(fā)出的大部分光線均被約束在一個較小的發(fā)散角度中,圖8示出了從光源組件出射的光線強度和角度的分布情況,圖8中包含多個同心圓和多條經過圓的直徑的線段,經線(也即經過圓的直徑的線段)與最外圓的交點處所表示的數字為角度,范圍從-180(單位為度)到180(單位為度),緯線(也即多個同心圓)表示歸一化的光強,光強范圍從0到1,由圖8可知,出射光線的半波全寬角度在-15度至+15度的范圍內,因此,本發(fā)明實施例提供的光源組件發(fā)出光線的發(fā)散角度較小,準直效果較好。進一步的,從圖9可以看出,本發(fā)明實施例中的光源組件的出射面的照度分布較均勻,也即,本發(fā)明實施例提供的光源組件能夠發(fā)出發(fā)散角度較小且分布較均勻的光線。

另外,本發(fā)明實施例提供的光源組件的體積也較小,當該光源組件用于側入式顯示裝置時,由于該光源組件在第二對稱軸方向上的最大長度較小,使得該光源組件的體積較小,因此可以將多個光源組件沿第一對稱軸方向依次排布得到較扁的燈條,該燈條可以作為小尺寸光源設置在薄形化顯示裝置中。當該光源組件用于直下式顯示裝置時,由于光源組件的體積較小,所以,在有限的顯示區(qū)域內可以設置更多的光源組件,因此,可以將較多的光源組件陣列排布在導光板的入光側。

進一步的,無論顯示裝置為側入式顯示裝置還是直下式顯示裝置,顯示裝置中用于設置光源的空間的大小是固定的,由于本發(fā)明實施例提供的光源組件的體積較小,因此能夠在該固定大小的空間中設置更多的光源組件,從而增多顯示裝置的光源發(fā)出的光線,提高顯示裝置的顯示亮度,提高顯示裝置的發(fā)光效率。

相關技術中,還存在一種體積較大的光源組件,該體積較大的光源組件中,準直器的體積遠遠大于光源的體積,當該體積較大的光源組件設置在側入式顯示裝置中時,該側入式顯示裝置的邊框較寬,當該體積較大的光源組件設置在直下式顯示裝置中時,該直下式顯示裝置較厚。而本發(fā)明實施例提供的光源組件中,準直器的體積并沒有遠遠大于光源的體積,使得本發(fā)明實施例提供的光源組件的體積較小,因此,采用本發(fā)明實施例提供的光源組件的側入式顯示裝置的邊框較窄,采用本發(fā)明實施例提供的光源組件的直下式顯示裝置較薄。

需要說明的是,本發(fā)明實施例提供的光源組件能夠發(fā)出較準直的光線,因此,包括該光源組件的顯示裝置具有防窺和定向發(fā)光的功能。為了提高準直器對光源發(fā)出光的利用率,可以設置該準直器中除過光吸收層和光反射層之外的結構為透明的。

綜上所述,由于本發(fā)明實施例提供的光源組件包括光源和準直器,無論光源的出光面的形狀如何變化,均需要保證準直器中能夠起到扭直光線作用的預設表面中,每個單位面積內射入的光線量均大于預設光線量閾值,從而使得準直器中的所有區(qū)域均能夠起到扭直光線的作用。所以,提高了準直器的整體利用率。

如圖10所示,本發(fā)明實施例提供了一種背光模組1,該背光模組1可以包括:光源組件0和導光板(圖10中未示出),光源組件0可以為圖1-1、圖4或圖5所示的光源組件0,該背光模組1可以為直下式背光模組,也可以為側入式背光模組。示例的,該背光模組1可以包括多個光源組件0。

綜上所述,由于本發(fā)明實施例提供的背光模組中,光源組件包括光源和準直器,無論光源的出光面的形狀如何變化,均需要保證準直器中能夠起到扭直光線作用的預設表面中,每個單位面積內射入的光線量均大于預設光線量閾值,從而使得準直器中的所有區(qū)域均能夠起到扭直光線的作用。所以,提高了準直器的整體利用率。

本發(fā)明實施例提供了一種顯示裝置,該顯示裝置可以包括圖10所示的背光模組1。進一步的,該顯示裝置還可以包括液晶顯示面板。

綜上所述,由于本發(fā)明實施例提供的顯示裝置中,光源組件包括光源和準直器,無論光源的出光面的形狀如何變化,均需要保證準直器中能夠起到扭直光線作用的預設表面中,每個單位面積內射入的光線量均大于預設光線量閾值,從而使得準直器中的所有區(qū)域均能夠起到扭直光線的作用。所以,提高了準直器的整體利用率。

上述本發(fā)明實施例序號僅僅為了描述,不代表實施例的優(yōu)劣。

以上所述僅為本申請的較佳實施例,并不用以限制本申請,凡在本申請的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本申請的保護范圍之內。

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